3年高考高考化学 第16讲 化学能与热能精品试题.doc

第16讲化学能与热能 化学反应中能量变化的有关概念及计算1.(2014江苏单科,11,4分)下列有关说法正确的是()a.若在海轮外壳上附着一些铜块,则可以减缓海轮外壳的腐蚀 b.2no(g)+2co(g) n2(g)+2co2(g)在常温下能自发进行,则该反应的h0 c.加热0.1 moll-1 na2co3溶液,c的水解程度和溶液的ph均增大d.对于乙酸与乙醇的酯化反应(h0),加入少量浓硫酸并加热,该反应的反应速率和平衡常数均增大2.(2013北京理综,6,6分)下列设备工作时,将化学能转化为热能的是()abcd硅太阳能电池锂离子电池太阳能集热器燃气灶3.(2013福建理综,11,6分)某科学家利用二氧化铈(ceo2)在太阳能作用下将h2o、co2转变为h2、co。其过程如下:mceo2 (m-x)ceo2xce+xo2(m-x)ceo2xce+xh2o+xco2 mceo2+xh2+xco下列说法不正确的是()a.该过程中ceo2没有消耗b.该过程实现了太阳能向化学能的转化c.右图中h1=h2+h3d.以co和o2构成的碱性燃料电池的负极反应式为co+4oh-2e- c+2h2o4.(2013重庆理综,6,6分)已知:p4(g)+6cl2(g) 4pcl3(g)h=a kjmol-1,p4(g)+10cl2(g) 4pcl5(g)h=b kjmol-1,p4具有正四面体结构,pcl5中pcl键的键能为c kjmol-1,pcl3中pcl键的键能为1.2c kjmol-1。下列叙述正确的是()a.pp键的键能大于pcl键的键能b.可求cl2(g)+pcl3(g) pcl5(s)的反应热hc.clcl键的键能为(b-a+5.6c)/4 kjmol-1d.pp键的键能为(5a-3b+12c)/8 kjmol-15.(2013山东理综,12,4分)对于反应co(g)+h2o(g) co2(g)+h2(g)h0,在其他条件不变的情况下()a.加入催化剂,改变了反应的途径,反应的h也随之改变b.改变压强,平衡不发生移动,反应放出的热量不变c.升高温度,反应速率加快,反应放出的热量不变d.若在原电池中进行,反应放出的热量不变6.(2012全国,9,6分)反应a+b c(h0),x c(h0)。下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是()7.(2014北京理综,26,14分)nh3经一系列反应可以得到hno3和nh4no3,如下图所示。(1)中,nh3和o2在催化剂作用下反应,其化学方程式是。 (2)中,2no(g)+o2(g) 2no2(g)。在其他条件相同时,分别测得no的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下随温度变化的曲线(如图)。比较p1、p2的大小关系:。随温度升高,该反应平衡常数变化的趋势是。(3)中,降低温度,将no2(g)转化为n2o4(l),再制备浓硝酸。已知:2no2(g) n2o4(g)h12no2(g) n2o4(l)h2下列能量变化示意图中,正确的是(选填字母)。n2o4与o2、h2o化合的化学方程式是。(4)中,电解no制备nh4no3,其工作原理如图所示。为使电解产物全部转化为nh4no3,需补充物质a。a是,说明理由:。热化学方程式的书写及正误判断1.(2014海南单科,4,2分)标准状态下,气态分子断开1 mol化学键的焓变称为键焓。已知hh、ho和oo键的键焓h分别为436 kjmol-1、463 kjmol-1和495 kjmol-1。下列热化学方程式正确的是()a.h2o(g) h2(g)+1/2o2(g)h=-485 kjmol-1b.h2o(g) h2(g)+1/2o2(g)h=+485 kjmol-1c.2h2(g)+o2(g) 2h2o(g)h=+485 kjmol-1d.2h2(g)+o2(g) 2h2o(g)h=-485 kjmol-12.(2014大纲全国,28,15分)化合物ax3和单质x2在一定条件下反应可生成化合物ax5。回答下列问题:(1)已知ax3的熔点和沸点分别为-93.6 和76 ,ax5的熔点为167 。室温时ax3与气体x2反应生成1 mol ax5,放出热量123.8 kj。该反应的热化学方程式为。(2)反应ax3(g)+x2(g) ax5(g)在容积为10 l的密闭容器中进行。起始时ax3和x2均为0.2 mol。反应在不同条件下进行,反应体系总压强随时间的变化如图所示。列式计算实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率v(ax5)=。图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v(ax5)由大到小的次序为(填实验序号);与实验a相比,其他两组改变的实验条件及判断依据是:b、c。用p0表示开始时总压强,p表示平衡时总压强,表示ax3的平衡转化率,则的表达式为;实验a和c的平衡转化率:a为、c为。3.(2013北京理综,26,14分)nox是汽车尾气中的主要污染物之一。(1)nox能形成酸雨,写出no2转化为hno3的化学方程式:。(2)汽车发动机工作时会引发n2和o2反应,其能量变化示意图如下:写出该反应的热化学方程式:。随温度升高,该反应化学平衡常数的变化趋势是。(3)在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低nox的排放。当尾气中空气不足时,nox在催化转化器中被还原成n2排出。写出no被co还原的化学方程式:。当尾气中空气过量时,催化转化器中的金属氧化物吸收nox生成盐。其吸收能力顺序如下:12mgo20cao38sroh3b.h1h32.(2014重庆理综,6,6分)已知:c(s)+h2o(g) co(g)+h2(g)h=a kjmol-12c(s)+o2(g) 2co(g)h=-220 kjmol-1hh、o o和oh键的键能分别为436、496和462 kjmol-1,则a为()a.-332b.-118c.+350d.+1303.(2014江苏单科,10,2分)已知:c(s)+o2(g) co2(g)h1co2(g)+c(s) 2co(g)h22co(g)+o2(g) 2co2(g)h34fe(s)+3o2(g) 2fe2o3(s)h43co(g)+fe2o3(s) 3co2(g)+2fe(s)h5下列关于上述反应焓变的判断正确的是()a.h10,h30,h40c.h1=h2+h3d.h3=h4+h54.(2014课标,28,15分)乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题:(1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(c2h5oso3h),再水解生成乙醇。写出相应反应的化学方程式。(2)已知:甲醇脱水反应2ch3oh(g) ch3och3(g)+h2o(g)h1=-23.9 kjmol-1甲醇制烯烃反应2ch3oh(g) c2h4(g)+2h2o(g)h2=-29.1 kjmol-1乙醇异构化反应c2h5oh(g) ch3och3(g)h3=+50.7 kjmol-1则乙烯气相直接水合反应c2h4(g)+h2o(g) c2h5oh(g)的h=kjmol-1。与间接水合法相比,气相直接水合法的优点是。(3)下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中=11)。列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中a点的平衡常数kp=(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压物质的量分数)。图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为,理由是。气相直接水合法常采用的工艺条件为:磷酸/硅藻土为催化剂,反应温度290 、压强6.9 mpa,=0.61。乙烯的转化率为5%,若要进一步提高乙烯转化率,除了可以适当改变反应温度和压强外,还可以采取的措施有、。5.(2014广东理综,31,16分)用caso4代替o2与燃料co反应,既可提高燃烧效率,又能得到高纯co2,是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术,反应为主反应,反应和为副反应。1/4caso4(s)+co(g) 1/4cas(s)+co2(g) h1=-47.3 kjmol-1caso4(s)+co(g) cao(s)+co2(g)+so2(g)h2=+210.5 kjmol-1co(g) 1/2c(s)+1/2co2(g)h3=-86.2 kjmol-1(1)反应2caso4(s)+7co(g) cas(s)+cao(s)+6co2(g)+c(s)+so2(g)的h=(用h1、h2和h3表示)。(2)反应的平衡常数的对数lgk随反应温度t的变化曲线如图所示,结合各反应的h,归纳lgkt曲线变化规律:a);b)。(3)向盛有caso4的真空恒容密闭容器中充入co,反应于900 达到平衡,c平衡(co)=8.010-5 moll-1,计算co的转化率(忽略副反应,结果保留两位有效数字)。(4)为减少副产物,获得更纯净的co2,可在初始燃料中适量加入。(5)以反应中生成的cas为原料,在一定条件下经原子利用率100%的高温反应,可再生caso4,该反应的化学方程式为;在一定条件下,co2可与对二甲苯反应,在其苯环上引入一个羧基,产物的结构简式为。题组一化学反应中能量变化的有关概念及计算1.ca项,若在海轮外壳上附着一些铜块,则fe、cu和海水构成原电池,海轮外壳腐蚀更快,a项错误;b项,该反应是熵减的反应,s0,要在常温下自发进行,则h0,b项错误;加热会促进c水解,c(oh-)增大,ph增大,c项正确;d项,酯化反应是放热反应,加热会加快反应速率,但平衡逆向移动,平衡常数减小,d项错误。2.d硅太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置,a项错误;锂离子电池是将化学能转化为电能的装置,b项错误;太阳能集热器是将太阳能转化为热能的装置,c项错误;燃气通过燃气灶发生燃烧反应,如ch4+2o2 co2+2h2o,实现了化学能到热能的转化,d项正确。3.c由题给方程式加和可得总反应方程式:h2o+co2 h2+co+o2,则该过程是在ceo2作催化剂、太阳提供能量的情况下完成的,故a、b正确。c项,根据盖斯定律,应为h1=-h2-h3,错误。4.cp原子半径大于cl原子半径,pp键键长大于pcl键,故pp键键能小于pcl键键能,a项错误;设p4(g)+6cl2(g) 4pcl3(g)h=a kjmol-1,p4(g)+10cl2(g) 4pcl5(g)h=b kjmol-1,利用盖斯定律(-)可得cl2(g)+pcl3(g) pcl5(g)的h,b项错误;cl2(g)+pcl3(g) pcl5(g)h=(b-a)kjmol-1,根据h=反应物总键能-生成物总键能,设clcl键键能为x kjmol-1,则:x+31.2c-5c=(b-a),x=(b-a+5.6c),c正确;5-3得2p4(g)+12pcl5(g) 20pcl3(g)h=(5a-3b)kjmol-1,设pp键键能为y kjmol-1,则:12y+60c-72c=5a-3b,y=(5a-3b+12c),d项错误。5.bh的大小取决于反应的始态和终态,与反应途径无关,a项错误;升高温度,平衡逆向移动,反应放出的热量减少,c项错误;若反应在原电池中进行,化学能会转化为电能,d项错误。6.da+b c的h0,说明生成物x的能量应高于反应物a、b的能量之和,故c项错误,d项正确。7.答案(1)4nh3+5o2 4no+6h2o(2)p1p2减小(3)a2n2o4+o2+2h2o 4hno3(4)nh3根据反应:8no+7h2o 3nh4no3+2hno3,电解产生的hno3多解析(1)nh3催化氧化生成no,所以化学方程式为:4nh3+5o2 4no+6h2o。(2)采用“定一议二”的分析方法,在相同温度的条件下,p1时no平衡转化率低,p2时no平衡转化率高,由反应特点知:p1p2。在相同压强的条件下,no的平衡转化率随温度升高而下降,所以温度升高,平衡常数减小。(3)降低温度,no2转化成n2o4,所以h10,h20,cuso4(s) cu2+(aq)+s(aq)h20,h2h1,b项正确,c、d项错误;h30,h2h2,a项错误。2.d按顺序将题中两个热化学方程式编号为和,依据盖斯定律,-2得:2h2(g)+o2(g) 2h2o(g)h=-(220+2a) kjmol-1,代入相关数据得:(2436+496)-4462=-(220+2a),解得a=+130,d项正确。3.c根据反应的热效应可知:h10、h30、h40,故a、b不正确;根据盖斯定律可得h1=h2+h3,h3=h4+h5,c项正确,d项错误。4.答案(1)c2h4+h2so4c2h5oso3h、c2h5oso3h+h2o c2h5oh+h2so4(2)-45.5污染小、腐蚀性小等(3)=0.07 (mpa)-1p1p2p3p3p2p1,而c2h4(g)+h2o(g) c2h5oh(g)为气体分子数(总体积)减小的反应,压强越高,c2h4转化率越高,故压强大小关系是p1p2p3p4。欲提高c2h4的转化率,除增大压强和降低温度外,还可使c2h5oh蒸气液化而减少生成物浓度或增加的值,即增大h2o(g)的浓度。5.答案(1)4h1+h2+2h3(2)a)放热反应的lgk随温度升高而下降(或“吸热反应的lgk随温度升高而升高”)b)放出或吸收热量越大的反应,其lgk受温度影响越大(3)由题图查得反应在900 时:lgk=2平衡常数k=102=100设容器容积为v l,反应达到平衡时co的浓度减少x moll-1caso4(s)+co(g)